034 太阳黑子

指太阳光球层上出现的斑点。黑子有强到几千高斯的磁场。它常成群出现，往往发展成为两个具有相反磁极的大黑子，大黑子周围还有一些小黑子，以后缓慢地消逝。我国早在汉代已知道黑子的存在。《汉书·五行志》载：“河平元年，……三月已未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”这是现今世界上公认的对黑子的最早观察记载。《淮南子》中也有“日中有踆(cún，通“蹲”)乌”的叙述。踆乌，也即黑子的形象。东汉王充在《论衡·说日》中指出：“黑子是日气也。”他确认黑子是太阳自身发生的一种现象，实属难得。

太阳黑子taiyang heizi

太阳光球表面上呈现出相对暗黑的斑点。它由暗黑的本影和在其周围较亮的半影组成。其实黑子只是由于周围明亮光球背景的反衬才显得暗黑，实际上一个大黑子的亮度可相当于满月的亮度。黑子的形状常有较大变化，最小的黑子直径有几百公里，无半影，而最大的黑子比地球的直径还大。黑子的磁场及寿命与其大小相关，黑子越大，磁场越强，寿命越长。大黑子的磁场强度可达0.400 0特斯拉，寿命长达几个月，而小黑子的磁场强度为0.05特斯拉，寿命只有几小时。太阳黑子常成对成群出现，而结构复杂的黑子群由几十个大小不等的黑子组成。一般称西面的为先导黑子，东面的为后随黑子，且前后黑子的磁极性相反。日面上的黑子数目可以反映太阳的活动程度，因此常用太阳黑子相对数这个量来表示太阳活动的强弱。其定义为：r=k(10g+f)式中g为日面上黑子的群数。f为黑子的总个数。k为换算因子，随观测者的观测技术方法，所用仪器和天气能见度的不同而定。由太阳黑子相对数年平均值随时间变化的统计平均结果，可显示出太阳黑子的11年活动周期。此外，还有22年的黑子磁极性变化周期和叠加在11年黑子周期上的80年周期。黑子在日面上的分布有明显的规律。黑子的平均纬度在其11年的活动周期中沿太阳表面的纬度分布呈蝴蝶状，称为蝴蝶图。对于黑子的本质，一般认为由于黑子有很强的磁场，那么黑子必是磁场和物质相互作用的结果。黑子为什么显得暗黑，有两种不同的看法。一种认为是黑子的强磁场使来自对流层的热量传递传送不到黑子里面去，因此使黑子变冷显得暗黑。另一种认为磁场没有抑制，而是促进了能量的传输，黑子的强磁场把大部分热流转换成磁流体波，它们沿磁力线跑掉了，造成收不抵出的状态，因而黑子变暗。关于黑子的形成问题，目前公认的说法是美国天文学家H·W·巴布科夫提出的模型。他认为，太阳有普遍磁场，而磁力线埋在光球下面不深的地方。由于太阳是个气体球，不同日面纬度上的自转速度不同，而赤道附近的自转较快，“冻结”在那个区域的磁力线就紧紧缠绕起来。由北极出发伸向南极的磁力线绕太阳转了许多圈，越近赤道绕得圈徒多，那里的磁场不稳定，只要太阳上有任何扰动，便会使缠绕的磁力线造成扭转形成“结”。使那里的磁场强度大增，随之磁压力加大，当磁压超过电子压和气体压之和时，磁力线便浮到光球上来，成为黑子。

太阳黑子Taiyang heizi

太阳光球上经常出现的一些暗色斑点（见图）。是太阳活动的基本标志之一。在太阳光球表面，即我们所看到的光芒夺目的太阳表面上，气流下降的地方，温度通常比光球温度低1000°K，在明亮的光球表面呈现出暗黑色斑点。黑子具有强烈的磁场。黑子多数成群出现，也有单个的黑子活动。一群黑子中有两个主要黑子；位置偏西的叫前导黑子，偏东的叫后随黑子。一个发展完整的黑子群，从单个小黑子出现，到两个主要黑子发育成熟，并在其周围出现许多小黑子，形成黑子群，随后又逐渐衰落和消失，一般历时几十天。每个黑子大小不等，小的直径在二三千公里左右，大的直径比地球直径大几十倍。每个黑子群可由几个到几十个，最多可达一百多个黑子组成。黑子的寿命也有差异，多数黑子寿命在一天左右，个别可达一个月或者一年以上。人类通过对黑子的长期观测，发现太阳黑子活动具有周期性的变化规律。最显著的为平均11年周期，此外还有22年和80年周期。周期变化主要表现在：❶黑子数量的变化由极小值到极大值，再回到极小值。
❷黑子群分布的变化，一个周期开始时，黑子多产生在日表面20°—35°纬度区。随着黑子的增大，渐向低纬移动，到该周期末，黑子则产生于日表面赤道附近地区+太阳黑子的多寡反映了太阳活动的强弱，故太阳活动也具有11年周期。

太阳黑于照片

太阳黑子solar black mole

太阳光球上经常出现的阴暗斑点。它是太阳活动的基本标志。在明亮的太阳大气表面上产生一些巨大的气体涡旋，其底部较暗，即黑子。黑子由较暗的核（本影）和围绕它的较亮部分（半影）构成。黑子温度约4 500℃，比周围低1 500℃左右。黑子有大有小，有的年份多，有的年份少，且有周期变化，以11年周期出现次数最多。黑子常成群出现，大部出现在日面纬度10°～30°内，在纬度高于40°的地方很少出现。观测发现，当太阳黑子多，成群出现时，太阳上物理过程的活动性也就强烈，往往引起地球上的磁暴、极光等多种物理现象。